DE404479C

DE404479C - Method and device for evaporating the volatile components in solutions, emulsions and suspensions

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Publication number: DE404479C
Application number: DED37834D
Authority: DE
Original assignee: Rappold & Volk A G
Current assignee: Rappold & Volk A G
Priority date: 1920-06-24
Filing date: 1920-06-24
Publication date: 1925-01-22

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Verdampfen der flüchtigen Bestandteile in Lösungen, Emulsionen und Suspensionen.Method and device for evaporating the volatile constituents in solutions, emulsions and suspensions.

Es sind bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zum Verdampfen der flüchtigen Bestandteile in Lösungen, Emulsionen und Suspensionen bekannt, bei denen das zu behandelnde flüssige Gut innerhalb eines geschlossenen Raumes fein zerstäubt und während des Schwebens in der Luft der Einwirkung eines gasförmigen Verdampfungsmittels ausgesetzt wird, um das behandelte Gut durch teilweise Entziehung der' flüchtigen Bestandteile einzudicken oder durch vollständige Verdampfung derselben zu trocknen. Als Trocken- bzw. Verdampfungsmittel wird meist heiße Luft verwendet; als solches ist aber jedes Gas geeignet, das fähig ist, Wasserdampf oder andere Verdampfungsprodukte aufzunehmen. Da der Verdampfungsprozeß desto leichter vor sich geht, je größer die Oberfläche des zu behandelnden flüssigen Gutes ist, so ist es wichtig, dieses während des Verdampfungsprozesses möglichst fein zu zerstäuben und in diesem Zustande zu erhalten. Die Zerstäubung geschieht meistens in einer wagerechten Schicht. There are already various methods and devices for vaporization of volatile constituents in solutions, emulsions and suspensions where the liquid material to be treated is fine within a closed space atomized and while floating in the air under the action of a gaseous Evaporation agent is exposed to the treated material by partial extraction of the 'volatile constituents thicken or by full Evaporation of the same to dry. As a desiccant or evaporation agent is mostly uses hot air; as such, however, any gas is suitable which is capable of producing water vapor or other evaporation products. Because the evaporation process the easier happens, the larger the surface of the liquid to be treated, so it is important to atomize this as finely as possible during the evaporation process and to keep it in this condition. The atomization usually takes place in one horizontal layer.

Nach der Art, wie das Verdampfungsmittel zur Anwendung gebracht wird, lassen sich unter den wichtigsten bekannten Verfahren, welche den Grundgedanken der Zerstäubungstrocknung zu lösen versuchen, zwei Gruppen unterscheiden: solche, welche das zu behandelnde flüssige Gut und das Verdampfungsmittel in zwei parallelen Schichten ausbreiten und meistens bei Führung der beiden Schichten in der gleichen Strömungsrichtung die Verdampfung im Gleichstrome durchführen, und solche, welche das Verdampfungsmittel im Winkel gegen die Schicht des zerstäubten flüssigen Gutes ansetzen, so daß die Verdampfung im Gegenstrome verläuft. According to the way in which the evaporation agent is used, can be found among the most important known procedures, which the basic idea try to solve the problem of spray drying, distinguishing between two groups: those which the liquid material to be treated and the evaporation agent in two parallel Laying out layers and mostly keeping the two layers in the same Direction of flow carry out the evaporation in cocurrent, and those, which the evaporation agent at an angle against the layer of the atomized liquid material begin so that the evaporation proceeds in countercurrent.

Die Verfahren der ersteren Gruppe haben den Vorteil, daß die Ausbreitung des zerstäubten Gutes sich nicht nur unbehindert durch einen anders gerichteten Strom des Verdampfungsmittels entwickeln kann, sondern durch dessen Strömung noch regulierend gefördert wird. Dadurch nämlich, daß das Verdampfungsmittel in der gleichen Richtung wie das zerstäubte Gut strömt und eine gleichmäßige Geschwindigkeit hat, wird die geringere Geschwindigkeit und I;lueite der kleineren Tröpfchen durch die Strömung des Verdampfungsmittels gegenüber der höheren Geschwindigkeit und weiteren lilug bahn der größeren Tröpfchen ausgeglichen. The methods of the former group have the advantage that the spread of the atomized material is not only unhindered by something that is directed differently Flow of the evaporation agent can develop, but through its flow still is promoted in a regulating manner. Namely because the evaporation agent in the same Direction of how the atomized material flows and has an even speed, becomes the slower speed and I; guide the smaller droplets through the Flow of the evaporation agent versus the higher speed and others lilug trajectory of larger droplets balanced.

Auf diese Weise wird d die Wiedervereinigung der Flüssigkeitsteilchen zu größeren und schwerer zu trocknenden Tropfen verhindert.In this way d becomes the reunion of the liquid particles Prevents drops from becoming larger and harder to dry.

Der Nachteil der Verfahren dieser Gruppe besteht darin, daß die einzelnen Tröpfchen des zerstäubten Gutes auf ihrem ganzen Wege mit denselben Teilen des Verdampfungsinittels in Berührung sind, wodurch die Verdampfung verlangsamt und die volie Ausnutzung des Verdampfungsmittels in Frage gestellt wird, weil nicht alle Teile desselben zur Wirkung kommen.The disadvantage of the method of this group is that the individual Droplets of the atomized material all the way through with the same parts of the evaporation agent are in contact, thereby slowing evaporation and making full use of it of the evaporation agent is in question because not all parts of it are the same come into effect.

Bei den Verfahren der zweiten Gruppe kommt das zerstäubte flüssige Gut infolge des ; Nufpralles des im Winkel auftreffenden Verdampfnngsmittels nicht so gut zur Ausbreitung, erfährt durch die Strömung des Verdampfungsmittels jedenfalls keine Förderung der Ausbreitung. Dagegen hat die Durchdringung der Schicht des zerstäubten flüssigen Gutes durch den Strom des Verdampfungsmittels den Vorteil, daß die einzelnen Flüssigkeitsteilchen auf ihrer Flugbahn im Fortschreiten immer mit neuen Teilen des \ ; erdampfungsmittels in Berührung kommen und daß die Durchdringung eine innige Mischung zur Folge hat, so daß das Verdampfungsmiftel bestens ausgenutzt wird und die Verdampfung sehr rasch vor sich geht. In the methods of the second group, the atomized liquid comes Good as a result of; No impact of the evaporating agent hitting an angle so good for spreading, at least learns from the flow of the evaporation agent not promoting the spread. In contrast, the penetration of the layer of the atomized liquid material through the stream of evaporation agent the advantage that the individual Liquid particles on their trajectory as they progress, always with new parts of \ ; evaporation agent come into contact and that the penetration is intimate Mixture has the consequence, so that the evaporation agent is optimally used and evaporation is very rapid.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung sucht die Vorteile der beiden Gruppen von bekannten Verdampfungsverfahren in neuer Weise und Wirkung möglichst zu vereinigen, indem er die beiden bekannten Verfahrensarten zu einem neuen Verfahren kombiniert, wobei sich auch noch Vorteile anderer Art ergeben. Das geschieht dadurch, daß ein Teil des Ver, dampfungsmittels, welcher ausreichend ist, um die Ausbreitung des zerstäubten Gutes regulierend zu fördern und bei der Verdampfung erheblich mitzuwirken, zu derselben parallel und in derselben Strömungsrichtung geführt wird, während die größere Menge des Verdampfungsmittels gegen die Schicht des zerstäubten Gutes angesetzt wird, um sie zu durchdringen. Es kommen also zwei verschieden gerichtete Ströme des Verdampfungsmittels zur Anwendung. The object of the present invention seeks the advantages of both groups of known evaporation processes in a new way and effect as possible to unite by combining the two known types of procedure into a new procedure combined, whereby there are also advantages of other kinds. This happens by that part of the evaporation agent which is sufficient to prevent the spread to convey the atomized material in a regulating manner and to play a significant role in the evaporation, is guided to the same parallel and in the same flow direction, while the larger amount of the evaporation agent applied against the layer of the atomized material will to penetrate them. So there are two differently directed currents of the evaporation agent for use.

Dies wird dadurch erreicht, daß in einem Verdampfungsraume von kreisförmiger oder polygoner Grundfläche von einer zentralen oder annähernd zentralen Stelle aus durch eine Schleudervorrichtung das flüssige Gut in einer ebenen oder annähernd ebenen Schicht nach allen Seiten wagerecht zerstäubt wird, während nahe unterhalb der Stelle, von welcher die Zerstäubung und Ausschleuderung der Flüssigkeit stattfindet, ein kleiner Teil des Verdampfungsmittels ebenfalls in einer ebenen, möglichst parallelen Schicht nach allen Seiten ausgebreitet wird. Zweckmäß, igenveise läßt man einen weiteren kleineren Teil des Verdampfungsmittels in gleicher Weise oberhalb der zerstäubten Flüssigkeit ausströmen, so daß die Schicht derselben dann zwischen zwei parallel strömenden Schichten des Verdampfungsmittels ausgebreitet wird. Der größere Teil desselben wird aber weiter unten und von unten, beispielsweise an zentraler Stelle von einem kegelförmigen Einbau aus, in den Verdampfungsraum eine und energisch gegen die Schicht des zerstäubten Gutes geführt, so daß dieser größere Teil des Verdampfungsmittels dasselbe in seiner ganzen oder fast ganzen Ausdehnung zu durchdyaslgen vermag. Die Abführung des verbrauchen Nterdampfungsmittels, beladen mit den verdampften flüchtigen Bestandteilen des behandelten Gutes, erfolgt im oberen Teil des Verdampfungsraumes. This is achieved in that in an evaporation room of circular or polygonal base from a central or approximately central point the liquid material in a flat or approximately by a centrifugal device flat layer is atomized horizontally on all sides, while close below the point from which the liquid is atomized and thrown out, a small part of the evaporation agent also in a plane, if possible parallel Layer is spread out on all sides. Expediently, if you leave one further smaller part of the evaporation agent in the same way above the atomized Liquid flow out so that the layer of the same is then parallel between two flowing layers of the evaporation agent is spread. The greater part but the same is further down and from below, for example at a central point from a conical installation, into the evaporation chamber and energetically against the layer of the atomized material out, so that this larger part of the evaporation agent to pass through the same in its whole or almost all of its extent able. The discharge of the used Nterdampfungsmittel, laden with the evaporated volatile components of the treated material takes place in the upper part of the evaporation chamber.

Die Vorteile dieses Verfahrens bestehen darin, daß die Mengen des Verdampfungsmittels, welche parallel der zerstäubten Flüssigkeit geführt werden, sofort mit derselben in Berührung kommen, eine gleichmäßige Ausbreitung derselben gewährleisten, die Einwirkung störender Luftwirbel durch die Einhüllung der Flüssigkeitsschicht verhindern und teilweise die Verdampfung bewirken. Auch werden durch diese Parallelströme des Verdampfungsmittels einzelne Tröpfchen, welche aus der vorgeschriebenen Flugbahn abspringen und meistens größer sind, vom Verdampfungsmittel besonders stark beeinflußt und wieder in die vorgeschriebene Bahn zurückgeführt. Bei dieser gleichmäßigen und durch die Parallelströme des Verdampfungsmittels geförderten Ausbreitung des zerstäubten Gutes wird die Gefahr der Vereinigung einzelner Tröpfchen desselben beseitigt, wie sie bei Wirbelbiltdungen und ungleichmäßiger Tropfengröße sowie dadurch verursachter verschiedener Flugxveite und Fluggeschwindigkeit gegeben ist. Durch die gleichmäßige Ausbreitung des zerstäubten Gutes wird dessen Verdampfung und Durchdringung durch die von unten zugeführte Hauptmenge des Verdampfungsmittels wirksam vorbereitet, so daß die Verdampfung hauptsächlich im Gegenstrome erfolgen kann. Außerdem gibt die Gesamtanordnung des Verdampfungsmiftels eine gleichmäßige und tragfähige Unterlage für die Schicht der zerstäubten Flüssigkeit, so daß ein Durchbruch derselben nicht zu befürchten ist. The advantages of this method are that the amounts of Evaporation means, which are run parallel to the atomized liquid, come into contact with it immediately, an even spread of it ensure the effect of disruptive air eddies by enveloping the liquid layer prevent and partially cause evaporation. Also through these parallel currents individual droplets of the evaporation agent, which emerge from the prescribed trajectory jump off and are usually larger, particularly strongly influenced by the evaporation agent and returned to the prescribed path. With this even and the diffusion of the atomized material promoted by the parallel flows of the evaporation agent Good, the danger of uniting individual droplets of the same is eliminated as it in vortex formations and uneven droplet size as well as those caused by them different Flugxveite and airspeed is given. Due to the uniform Propagation of the atomized material is caused by its evaporation and penetration the main amount of evaporation agent supplied from below is effectively prepared, so that the evaporation can take place mainly in countercurrent. Also there the overall arrangement of the evaporation agent a uniform and stable base for the layer of atomized liquid so that it does not break through is to be feared.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform einer Anlage zur beispielsweisen Ausführung des Verfahrens gemäß Erfindung dargestellt. In the drawing is an example embodiment of a system for exemplary execution of the method according to the invention.

Niit A ist der zylindrische Verdampfungsraum bezeichnet, dessen Grundfläche C und dessen Mantel B ist. Die Öffnungen für die Zuführung der Hauptmenge des durch die Leitung gegen die zerstäubte Lösung geführten Verdampfungsmiftels sind mit E bezeichnet, während D und F die Zuführungsstellen für die parallel zur zerstäubten Lö-Lösung geführten Teile des durch die LeitungeilAl und L zugeführten Verdampfungsmittels sind. G ist die Öffnung nebst Abzugsrohr zur Fortführung des verbrauchten Verdampfungsmittels mit den verdampften flüchtigen Bestandteilen des behandelten Gutes. Mit H ist der Einfalltrichter und mit J das Zuführungsrohr der zu behandelnden Lösung bezeichnet, während K eine Schleudervorrichtung darstellt, von welcher aus durch Fliehkraft die Lösung zerstäubt wird. Niit A denotes the cylindrical evaporation space, its base area C and whose coat is B. The openings for feeding the bulk of the through the line against the atomized solution of evaporation means are marked with E denotes, while D and F the feed points for the atomized parallel Lö solution conducted parts of the evaporation agent supplied through the line part A1 and L. are. G is the opening together with the exhaust pipe for the continuation of the used evaporation agent with the evaporated volatile constituents of the treated material. With H is that Inlet funnel and J denotes the feed pipe for the solution to be treated, while K represents a centrifugal device from which by centrifugal force the solution is atomized.

AT ist eine weitere Abflußöffnung für eingedickte Flüssigkeit bzw. die Entleeröffnung für das zum Trocknen gebrachte Gut.AT is a further drainage opening for thickened liquid resp. the emptying opening for the goods brought to dry.

Claims

PATENT CLAIM: 1. Process for evaporation of the volatile constituents in solutions, emulsions and suspensions, in which within an evaporation space of circular or polygonal base from a central or approximately central point from the liquid material to be treated horizontally or approximately horizontally is atomized in all directions by a centrifugal device, characterized in that that the atomized material is guided between two parallel to the direction of the latter Layers of a lesser portion of the evaporation agent used or above a single horizontal layer of it is spread out, while the largest Part of the evaporation agent used is guided against the atomized material from below becomes and permeates it.

2. Apparatus for carrying out the method according to claim I, characterized characterized that in the lower part of the evaporation room at a central point conical installation is arranged, which carries a centrifugal device and below the same one part with the. Outlet openings of the from below in the win-; keeled against the layer of the atomized material and partly with such of the evaporation agent spread horizontally below the atomization zone is equipped while for the supply of part of the evaporation agent and its spread in a parallel layer flowing over the sputtering zone at a central or approximately central point a pipeline with appropriately directed Outlet openings is attached.